(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、放熱器と、膨張機構と、蒸発器と、アキュムレータとが順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、
前記アキュムレータに溜まった冷凍機油を前記圧縮機へ返油するための第１返油回路であって、前記アキュムレータの所定の位置に接続され、途中に第１流量調整弁が設けられた第１返油回路と、
前記アキュムレータに溜まった冷凍機油を前記圧縮機へ返油するための第２返油回路であって、前記第１返油回路よりも高い位置で前記アキュムレータに接続され、途中に第２流量調整弁が設けられた第２返油回路と、
冷媒と冷凍機油との少なくともいずれかである流体であって、前記第２返油回路を流れる流体を加熱する加熱器と、
前記アキュムレータにおける前記冷媒の密度が前記冷凍機油の密度よりも高い場合には、前記第１流量調整弁の開度を所定の開度より小さくするとともに、一旦前記第２流量調整弁の開度を所定の開度より大きくし、前記第２返油回路を流れる流体の前記加熱器の入口側における温度と出口側における温度との温度差を計測し、計測した温度差に応じて、前記第２流量調整弁の開度を制御する制御部と
を備え、
前記冷媒回路における前記アキュムレータと前記圧縮機との間に第４流量調整弁が設けられ、
前記制御部は、前記温度差を計測する場合に前記第４流量調整弁の開度を所定の開度よりも大きくする
ことを特徴とするヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記温度差が予め設定された判定温度より大きい場合、前記第２流量調整弁の開度を所定の開度よりも大きくする
ことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記温度差が予め設定された判定温度以下の場合、前記第２流量調整弁の開度を所定の開度よりも小さくする
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のヒートポンプ装置。
【請求項４】
前記ヒートポンプ装置は、さらに、前記アキュムレータに溜まった冷凍機油を前記圧縮機へ返油するための第３返油回路であって、前記第２返油回路よりも高い位置で前記アキュムレータに接続され、途中に第３流量調整弁が設けられた第３返油回路を備え、
前記制御部は、前記温度差が予め設定された判定温度より大きい場合、前記第２流量調整弁の開度と第３流量調整弁の開度とを所定の開度よりも大きくする
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載のヒートポンプ装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記温度差が予め設定された判定温度以下の場合、前記第２流量調整弁の開度を所定の開度より小さくするとともに、第３流量調整弁の開度を所定の開度よりも大きくする
ことを特徴とする請求項４に記載のヒートポンプ装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記アキュムレータにおける前記冷媒の密度が前記冷凍機油の密度よりも低い場合には、前記第１流量調整弁の開度を所定の開度より大きくするとともに、前記第１流量調整弁以外の流量調整弁の開度を所定の開度より小さくする
ことを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載のヒートポンプ装置。
【請求項７】
前記加熱器は、前記第２返油回路を流れる流体と、前記冷媒回路における前記圧縮機から前記膨張機構までの間を流れる冷媒とを熱交換させる熱交換器である
ことを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載のヒートポンプ装置。
【請求項８】
圧縮機と、放熱器と、膨張機構と、蒸発器と、アキュムレータとが順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、
前記アキュムレータに溜まった冷凍機油を前記圧縮機へ返油するための第１返油回路であって、前記アキュムレータの所定の位置に接続され、途中に第１流量調整弁が設けられた第１返油回路と、
前記アキュムレータに溜まった冷凍機油を前記圧縮機へ返油するための第２返油回路であって、前記第１返油回路よりも高い位置で前記アキュムレータに接続され、途中に第２流量調整弁が設けられた第２返油回路と、
冷媒と冷凍機油との少なくともいずれかである流体であって、前記第２返油回路を流れる流体を加熱する加熱器とを備え、
前記冷媒回路における前記アキュムレータと前記圧縮機との間に第４流量調整弁が設けられたヒートポンプ装置の運転制御方法であり、
前記アキュムレータにおける前記冷媒の密度が前記冷凍機油の密度よりも高い場合には、前記第１流量調整弁の開度を所定の開度より小さくするとともに、一旦前記第２流量調整弁の開度を所定の開度より大きくし、前記第２返油回路を流れる流体の前記加熱器の入口側における温度と出口側における温度との温度差を計測し、計測した温度差に応じて、前記第２流量調整弁の開度を制御し、
前記温度差を計測する場合に前記第４流量調整弁の開度を所定の開度よりも大きくする
ことを特徴とするヒートポンプ装置の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アキュムレータを備えるヒートポンプ装置に関するものであり、アキュムレータに溜まった冷凍機油を圧縮機へ戻して、圧縮機の潤滑部へ供給するヒートポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷媒としてＣＯ２を用い、冷凍機油としてＰＡＧ（ポリアルキレングリコール）系の油を用いた場合、冷媒と冷凍機油との相溶性は低い。また、通常、液冷媒の密度は冷凍機油の密度よりも低い。したがって、アキュムレータ内では、底部に冷凍機油が溜まり、冷凍機油の上に液冷媒が浮く状態となる。そのため、通常、アキュムレータの底部に返油配管を接続して、アキュムレータの底部に溜まった冷凍機油を圧縮機へ戻している。
しかし、運転条件により、液冷媒の密度が冷凍機油の密度よりも高くなる場合がある。この場合、アキュムレータ内では、底部に液冷媒が溜まり、液冷媒の上に冷凍機油が浮く状態となる。
【０００３】
特許文献１には、液冷媒の密度が冷凍機油の密度より低くなる場合には、冷凍機油をアキュムレータの下部に設けられた返油配管から戻し、液冷媒の密度が冷凍機油の密度より高くなる場合には、冷凍機油をアキュムレータの上部に設けられた返油配管から戻す冷凍空調装置についての記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２６２４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アキュムレータに溜まった液冷媒の量は運転条件によって異なる。そのため、液冷媒の上に冷凍機油が浮いた状態となった場合、冷凍機油の存在する高さ位置はアキュムレータに溜まった液冷媒の量に応じて変化する。したがって、アキュムレータに溜まった液冷媒の量によっては、アキュムレータの上部に設けられた返油配管の接続位置にも液冷媒が存在する虞がある。この場合、アキュムレータの上部に設けられた返油配管から圧縮機へ液冷媒が戻り、液圧縮や軸焼付き等の不具合が生じる虞がある。
この発明は、液冷媒の上に冷凍機油が浮いた状態となった場合において、圧縮機へ確実に返油するとともに、圧縮機への液冷媒の戻りを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るヒートポンプ装置は、
圧縮機と、放熱器と、膨張機構と、蒸発器と、アキュムレータとが順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、
前記アキュムレータに溜まった冷凍機油を前記圧縮機へ返油するための第１返油回路であって、前記アキュムレータの所定の位置に接続され、途中に第１流量調整弁が設けられた第１返油回路と、
前記アキュムレータに溜まった冷凍機油を前記圧縮機へ返油するための第２返油回路であって、前記第１返油回路よりも高い位置で前記アキュムレータに接続され、途中に第２流量調整弁が設けられた第２返油回路と、
冷媒と冷凍機油との少なくともいずれかである流体であって、前記第２返油回路を流れる流体を加熱する加熱器と、
前記アキュムレータにおける前記冷媒の密度が前記冷凍機油の密度よりも高い場合には、前記第１流量調整弁の開度を所定の開度より小さくするとともに、一旦前記第２流量調整弁の開度を所定の開度より大きくし、前記第２返油回路を流れる流体の前記加熱器の入口側における温度と出口側における温度との温度差を計測し、計測した温度差に応じて、前記第２流量調整弁の開度を制御する制御部と
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係るヒートポンプ装置では、加熱器の入口側の温度と出口側の温度との温度差により、流体が冷凍機油であるか液冷媒であるかを判定することが可能である。したがって、温度差に応じて、各返油回路を流れる流体の流量を制御することにより、液冷媒の上に冷凍機油が浮いた状態となった場合に、圧縮機へ確実に返油するとともに、圧縮機への液冷媒の戻りを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係るヒートポンプ装置１００の構成図。
【図２】ＣＯ２とＰＡＧ油との温度に対する密度の変化を示す図。
【図３】制御部１０の制御の流れを示すフローチャート。
【図４】返油回路２１，２２，２３とアキュムレータ５との接続位置を示す図。
【図５】返油回路２１，２２，２３とアキュムレータ５との接続位置を示す図。
【図６】ディストリビュータ型分岐管４３を設けた場合を示す図。
【図７】実施の形態１に係るヒートポンプ装置１００の他の構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るヒートポンプ装置１００の構成図である。
ヒートポンプ装置１００は、圧縮機１と、放熱器２と、膨張機構３と、蒸発器４と、アキュムレータ５とが順次配管７により接続され、冷媒が循環する冷媒回路を備える。また、冷媒回路における放熱器２と膨張機構３との間には、内部熱交換器６が接続される。
また、ヒートポンプ装置１００は、アキュムレータ５に溜まった冷凍機油を圧縮機１へ返油するための返油回路２１，２２，２３であって、アキュムレータ５の異なる高さ位置に接続された返油回路２１，２２，２３を備える。返油回路２１，２２，２３にはそれぞれ、返油回路２１，２２，２３を流れる冷凍機油あるいは冷媒（以下、流体）の流量を調整する流量調整弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が設けられる。返油回路２１，２２，２３は合流して１本の返油回路２４となり、合流点２５でアキュムレータ５と圧縮機１とを繋ぐ配管７（流出配管９）に接続される。返油回路２４は、冷媒回路に接続された内部熱交換器６に接続される。
なお、ここでは、返油回路２１（第１返油回路）は、アキュムレータ５の底部に接続されている。また、返油回路２２（第２返油回路）は、返油回路２１よりも高い位置でアキュムレータ５に接続されている。返油回路２３（第３返油回路）は、返油回路２２よりも高い位置でアキュムレータ５に接続されている。
【００１０】
また、ヒートポンプ装置１００は、温度検出部１１，１２，１３，１４を備える。温度検出部１１は、返油回路２１のアキュムレータ５付近に設けられ、返油回路２１を流れる流体の温度を計測する。温度検出部１２は、返油回路２４における内部熱交換器６の入口側に設けられ、返油回路２４を流れ内部熱交換器６へ流入する流体の温度を計測する。温度検出部１３は、返油回路２４における内部熱交換器６の出口側に設けられ、返油回路２４を流れ内部熱交換器６から流出した流体の温度を計測する。温度検出部１４は、冷媒回路における蒸発器４の出口側に設けられ、冷媒回路を流れ蒸発器４から流出した冷媒の温度を計測する。
また、ヒートポンプ装置１００は、制御部１０を備える。制御部１０は、温度検出部１１，１２，１３，１４が計測した温度等に基づき、返油回路２１，２２，２３に設けられた流量調整弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を制御して、返油回路２１，２２，２３を流れる流体の流量を調整する。
なお、温度検出部１１，１２，１３，１４は、例えば、サーミスタである。また、制御部１０は、例えば、マイクロコンピュータ等のコンピュータである。
【００１１】
ここでは、冷媒としてＣＯ２を用い、冷凍機油としてＰＡＧ系の油（以下、ＰＡＧ油）を用いるものとする。
【００１２】
冷媒と冷凍機油との流れについて説明する。
圧縮機１から吐出された高温・高圧の超臨界状態の冷媒は、放熱器２で放熱して温度が低下し、さらに内部熱交換器６で冷却され、中温・高圧の冷媒となる。中温・高圧の冷媒は、膨張機構３で減圧されて低温・低圧の二相冷媒となる。低温・低圧の二相冷媒は、蒸発器４で蒸発して流入配管８からアキュムレータ５に流入する。
蒸発器４から流出した冷媒が過熱状態の場合、アキュムレータ５に流入した冷凍機油を含む冷媒は、過熱ガス冷媒と冷凍機油とに分離し、過熱ガス冷媒は流出配管９から流出する。一方、冷凍機油は、制御部１０の制御に従い、返油回路２１，２２，２３の少なくとも１つから内部熱交換器６を通って流出配管９を流れる過熱ガス冷媒と合流する。そして、過熱ガス冷媒と冷凍機油とは、圧縮機１へ吸入される。
また、蒸発器４から流出した冷媒が飽和状態の場合、アキュムレータ５に流入した冷凍機油を含む冷媒は、ガス冷媒と液冷媒とに分離し、ガス冷媒は流出配管９から流出する。また、分離された液冷媒には冷凍機油が含まれる。ＣＯ２冷媒とＰＡＧ油とは相溶性が低いため、冷凍機油を含む液冷媒は、液冷媒と冷凍機油とに分離して２層になる。分離した冷凍機油は、制御部１０の制御に従い、返油回路２１，２２，２３の少なくとも１つから内部熱交換器６を通って流出配管９を流れるガス冷媒と合流する。そして、ガス冷媒と冷凍機油とは、圧縮機１へ吸入される。
【００１３】
なお、液冷媒と冷凍機油とは分離して２層になったとき、液冷媒の密度と冷凍機油の密度との高低関係により、液冷媒と冷凍機油との上下位置関係が決まる。つまり、密度の高い方が下側になり、密度の低い方が上側になる。
図２は、ＣＯ２とＰＡＧ油との温度に対する密度の変化を示す図である。
図２に示すように、冷媒と冷凍機油の密度は、温度に応じてその高低関係が逆転する。具体的には、−１５℃以上では冷媒であるＣＯ２の液密度が冷凍機油であるＰＡＧ油の密度より低く、−１５℃未満では冷媒であるＣＯ２の液密度が冷凍機油であるＰＡＧ油の密度より高くなる。
そのため、アキュムレータ５内の温度が−１５℃以上の場合、冷凍機油が下側となり、液冷媒が冷凍機油の上側に浮く状態になる。一方、アキュムレータ５内の温度が−１５℃未満の場合、液冷媒が下側となり、冷凍機油が液冷媒の上側に浮く状態になる。
【００１４】
制御部１０の制御について説明する。
図３は、制御部１０の制御の流れを示すフローチャートである。
【００１５】
（Ｓ１）では、制御部１０は、アキュムレータ５へ流入した冷媒が飽和状態であるか、過熱状態であるかを判定する。
具体的には、制御部１０は、温度検出部１１が検出した温度ＴＨ１と、飽和ガス温度Ｔｓｇとの温度差（ＴＨ１−Ｔｓｇ）が、予め設定された温度（例えば、５℃）未満か否かを判定する。制御部１０は、温度差（ＴＨ１−Ｔｓｇ）が５℃未満の場合、アキュムレータ５内の冷媒が飽和状態であると判断する。一方、制御部１０は、温度差（ＴＨ１−Ｔｓｇ）が５℃以上の場合、アキュムレータ５内の冷媒が過熱状態であると判断する。
そして、制御部１０は、アキュムレータ５内の冷媒が飽和状態であると判断した場合（Ｓ１でＹｅｓ）、（Ｓ２）へ処理を進める。一方、アキュムレータ５内の冷媒が過熱状態であると判断した場合（Ｓ１でＮｏ）、（Ｓ３）へ処理を進める。
なお、飽和ガス温度Ｔｓｇは、蒸発器４の出口付近に圧力検出装置を設け、圧力検出装置により検出された蒸発器４の出口における冷媒の圧力から得ることができる。しかし、ここでは、飽和ガス温度Ｔｓｇを、温度検出部１４が検出した温度としている。蒸発器４内の圧力損失が小さい場合には、温度検出部１４が検出した温度を飽和ガス温度Ｔｓｇとしても、無視できる程度の誤差しか生じない。
【００１６】
（Ｓ２）では、制御部１０は、アキュムレータ５内の冷媒が飽和状態であり、アキュムレータ５内に液冷媒と冷凍機油とが存在しているため、液冷媒と冷凍機油との上下位置関係を判定する。
具体的には、制御部１０は、温度検出部１１が検出した温度ＴＨ１が−１５℃未満であるか否かを判定する。ここで、−１５℃とは、液冷媒と冷凍機油との密度の高低関係が逆転する温度である。制御部１０は、温度ＴＨ１が−１５℃未満の場合、液冷媒が下側となり、冷凍機油が液冷媒の上側に浮く状態であると判断する。一方、制御部１０は、温度ＴＨ１が−１５℃以上の場合、冷凍機油が下側となり、液冷媒が冷凍機油の上側に浮く状態であると判断する。
そして、制御部１０は、冷凍機油が下側となり、液冷媒が冷凍機油の上側に浮く状態であると判断した場合（Ｓ２でＮｏ）、（Ｓ３）へ処理を進める。一方、制御部１０は、液冷媒が下側となり、冷凍機油が液冷媒の上側に浮く状態であると判断した場合（Ｓ２でＹｅｓ）、（Ｓ４）へ処理を進める。
【００１７】
（Ｓ３）では、制御部１０は、アキュムレータ５内の冷媒が過熱状態である場合、及び、冷凍機油が下側となり、液冷媒が冷凍機油の上側に浮く状態である場合、アキュムレータ５の底部には冷凍機油が存在していることがわかる。そこで、（Ｓ３）では、制御部１０は、アキュムレータ５の底部に接続された返油回路２１から冷凍機油を圧縮機１へ戻す。
具体的には、制御部１０は、流量調整弁Ｖ１の開度を所定の開度より大きくし、流量調整弁Ｖ２，Ｖ３の開度を所定の開度より小さくする。なお、制御部１０は、流量調整弁Ｖ２，Ｖ３を完全に閉塞して、返油回路２２，２３を流体が流れないように制御してもよい。
【００１８】
（Ｓ４）と（Ｓ５）とでは、制御部１０は、一旦、流量調整弁Ｖ２の開度を所定の開度より大きくして、返油回路２２のアキュムレータ５との接続位置に、冷媒が存在するか冷凍機油が存在するかを判断する。
【００１９】
まず、（Ｓ４）では、制御部１０は、流量調整弁Ｖ２の開度を所定の開度より大きくし、流量調整弁Ｖ１，Ｖ３の開度を所定の開度より小さくする。
【００２０】
次に、（Ｓ５）では、制御部１０は、冷凍機油の比熱と液冷媒の潜熱の関係を利用して、返油回路２２のアキュムレータ５との接続位置に、液冷媒が存在するか冷凍機油が存在するかを判断する。
具体的には、制御部１０は、温度検出部１３が計測した温度ＴＨ３と、温度検出部１２が計測した温度ＴＨ２との温度差（ＴＨ３−ＴＨ２）が、予め設定された判定温度ΔＴ以下であるか否かを判定する。
ここで、温度差（ＴＨ３−ＴＨ２）が、予め設定された判定温度ΔＴ以下の場合、冷媒の潜熱変化（＝冷媒の質量流量×潜熱）が主体となる温度変化であると推定される。潜熱変化であるため、内部熱交換器６で熱交換されても温度が大きく変化していないと考えられるためである。そこで、制御部１０は、温度差（ＴＨ３−ＴＨ２）が、予め設定された判定温度ΔＴ以下の場合、返油回路２２のアキュムレータ５との接続位置には、液冷媒が存在すると判断する。
一方、温度差（ＴＨ３−ＴＨ２）が、予め設定された判定温度ΔＴより大きい場合、冷凍機油の顕熱変化（＝冷凍機油の質量流量×比熱×温度上昇幅）が主体となる温度変化であると推定される。顕熱変化であるため、内部熱交換器６で熱交換されることで温度が大きく変化したと考えられるためである。そこで、制御部１０は、温度差（ＴＨ３−ＴＨ２）が、予め設定された判定温度ΔＴより大きい場合、返油回路２２のアキュムレータ５との接続位置には、冷凍機油が存在すると判断する。
そして、制御部１０は、冷凍機油が存在すると判断した場合（Ｓ５でＮｏ）、処理を（Ｓ６）へ進める。一方、制御部１０は、液冷媒が存在すると判断した場合（Ｓ５でＹｅｓ）、処理を（Ｓ７）へ進める。
なお、判定温度ΔＴは、外気温度、室内温度、負荷（あるいは圧縮機１の運転周波数）などの運転条件によって変化する。そのため、予め運転条件に対する判定温度ΔＴをテーブル等として記憶しておくとしてもよい。
【００２１】
（Ｓ６）では、制御部１０は、返油回路２２のアキュムレータ５との接続位置には、冷凍機油が存在するため、返油回路２２から冷凍機油を圧縮機１へ戻す。また、返油回路２２のアキュムレータ５との接続位置よりも上側に液冷媒が存在することはないため、制御部１０は、返油回路２２からだけでなく、返油回路２３からも冷凍機油を圧縮機１へ戻す。
具体的には、制御部１０は、流量調整弁Ｖ２，Ｖ３の開度を所定の開度より大きくし、流量調整弁Ｖ１の開度を所定の開度より小さくする。
ここで、返油回路２３のアキュムレータ５との接続位置には、液冷媒は存在しないものの、ガス冷媒が存在する場合がある。しかし、仮に、返油回路２３のアキュムレータ５との接続位置にガス冷媒が存在し、返油回路２３からガス冷媒が圧縮機１へ吸入されたとしても特段支障はない。
【００２２】
（Ｓ７）では、制御部１０は、返油回路２２のアキュムレータ５との接続位置には、液冷媒が存在するため、最も上側でアキュムレータ５に接続された返油回路２３から冷凍機油を圧縮機１へ戻す。
具体的には、制御部１０は、流量調整弁Ｖ３の開度を所定の開度より大きくし、流量調整弁Ｖ１，Ｖ２の開度を所定の開度より小さくする。
ここで、返油回路２３のアキュムレータ５との接続位置には、液冷媒が存在する場合がある。この場合には、圧縮機１へ液戻りが発生してしまう。そのため、この液戻りを避けるため、返油回路２３のアキュムレータ５との接続位置に液冷媒が存在するか冷凍機油が存在するかを判断して、冷凍機油が存在する場合に流量調整弁Ｖ３を開け、返油回路２３から冷凍機油を圧縮機１へ戻してもよい。また、返油回路２３のアキュムレータ５との接続位置に液冷媒が存在する場合には、流量調整弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を閉めて、返油回路２１，２２，２３のいずれからも冷凍機油を圧縮機１へ戻さないように制御してもよい。しかし、この場合、流出配管９からガス冷媒とともに流出した冷凍機油だけが圧縮機１へ戻り、他からは冷凍機油が圧縮機１へ戻らなくなり、圧縮機１で潤滑油が不足してしまう虞がある。したがって、多少の液戻りを許して、返油回路２３のアキュムレータ５との接続位置に液冷媒が存在するか冷凍機油が存在するかを判断することなく、流量調整弁Ｖ３を開けてもよい。なお、流量調整弁Ｖ３の開度を制御することにより、圧縮機１へ戻ってしまう液冷媒の量を調節することも可能である。
なお、返油回路２３のアキュムレータ５との接続位置に液冷媒が存在するか冷凍機油が存在するかを判断するには、流量調整弁Ｖ３の開度を所定の開度より大きくし、流量調整弁Ｖ１，Ｖ２の開度を所定の開度より小さくして、内部熱交換器６の入口側と出口側との温度差が判定温度以下か否かを判定すればよい。
また、返油回路２３のアキュムレータ５との接続位置には、ガス冷媒が存在する場合もある。しかし、仮に、返油回路２３のアキュムレータ５との接続位置にガス冷媒が存在し、返油回路２３からガス冷媒が圧縮機１へ吸入されたとしても特段支障はない。
【００２３】
以上のように、ヒートポンプ装置１００は、アキュムレータ５内における液冷媒と冷凍機油との上下位置が逆転した場合であっても、アキュムレータ５内における冷凍機油が存在する高さ位置を検出できる。そのため、ヒートポンプ装置１００は、アキュムレータ５内における液冷媒と冷凍機油との上下位置が逆転した場合であっても、確実に圧縮機１へ返油できるとともに、圧縮機１への液戻りを抑制することができる。
また、返油回路２１，２２，２３から圧縮機１へ液戻りする場合であっても、液冷媒が内部熱交換器６を通り加熱されることにより、圧縮機１への液戻りを抑制することができる。さらに、内部熱交換器６により液冷媒が加熱されて圧縮機１へ吸入されるため、ヒートポンプ装置１００の性能も高くなる。
また、返油回路２１，２２，２３のいずれかから圧縮機１へ返油する場合に、流量調整弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の開度を制御することで、返油量を制御することもできる。特に、（Ｓ６）の場合にように、２つの返油回路２２，２３から返油する場合には、返油量の制御をより柔軟に行うことができる。
【００２４】
なお、上記説明では、返油回路２１，２２，２３や流出配管９のアキュムレータ５と接続位置を、アキュムレータ５の側面とした。しかし、アキュムレータ５との接続位置は、これに限るものではなく、図４や図５に示すように、アキュムレータ５の上部あるいは下部からの配管を挿入した方式としてもよい。
また、図６に示すように、配管を１つに束ねることができるディストリビュータ型分岐管３１を設ければ、配管を集約することで、アキュムレータ５上部の有効空間を大きくできる。さらに、配管を集約することで、返油回路２１，２２，２３を構成する配管がいわゆる邪魔板の役割をして、流出配管９から液冷媒が流出することが防止されるため、アキュムレータ５の気液分離効果を高めることができる。
また、上記説明では、返油回路を３本設けたが、返油回路は４本以上であってもよい。返油回路は３本以上が望ましいが、２本であってもよい。
【００２５】
また、各返油回路がアキュムレータ５と接続された位置の高さの差は、冷媒と冷凍機油の境界位置の検知精度を考慮すると２０ｍｍ以上が望ましい。しかし、過剰に大きいと過度の液戻りが生じ易くなるため、１００ｍｍ以下が望ましい。
【００２６】
また、図７に示すように、流出配管９のアキュムレータ５と合流点２５との間に、流量調整弁Ｖ４（第４流量調整弁）を設けてもよい。この場合、通常運転時（（Ｓ４）（Ｓ５）以外のとき）には、流量調整弁Ｖ４を絞って、流出配管９から流出するガス冷媒量を制限しておく。一方、冷凍機油の位置を検出するとき（（Ｓ４）（Ｓ５）のとき）に流量調整弁Ｖ４を開放して、流出配管９から流出するガス冷媒量を増やし、返油回路２２から内部熱交換器６へ流れる流体の流量を減らす。内部熱交換器６へ流れる流量が減ることにより、冷凍機油か液冷媒かの判定精度を高くすることができる。
【００２７】
また、上記説明では、内部熱交換器６は、冷媒回路における放熱器２と膨張機構３との間に接続されているとした。しかし、内部熱交換器６は、冷媒回路における圧縮機１と放熱器２との間に接続されていてもよい。
また、上記説明では、返油回路２２を流れる流体を加熱する加熱器の一例として内部熱交換器６を用いた。しかし、加熱器は、電気ヒータなどの別熱源であってもよい。
【００２８】
また、上記説明では、冷媒としてＣＯ２を用い、冷凍機油としてＰＡＧ油を用いるとした。しかし、冷媒や冷凍機油はこれに限らず、相溶性が低く、運転条件によって液冷媒の密度と冷凍機油の密度とが逆転するものであればよい。例えば、冷媒としてＣＯ２を用いた場合に、冷凍機油として鉱油やアルキルベンゼン油を用いてもよい。また、冷媒として、ＨＦＣ系冷媒、ＨＣ系冷媒等を用いてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１  圧縮機、２  放熱器、３  膨張機構、４  蒸発器、５  アキュムレータ、６  内部熱交換器、７  配管、８  流入配管、９  流出配管、１０  制御部、１１，１２，１３，１４  温度検出部、２１，２２，２３，２４  返油回路、２５  合流点、３１  ディストリビュータ型分岐管、１００  ヒートポンプ装置、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４  流量調整弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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